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混凝土的振捣

时间:2023-10-26 百科知识 版权反馈
【摘要】:浇筑混凝土时为避免发生离析现象,混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m。“先远后近”,是楼盖、地坪或基础板块的混凝土浇筑程序的规律,是按照混凝土来料的方向,先供远,后供近。目的是使混凝土在拍打或振动时,砂浆能保持走在混凝土的前方。站在前方的振捣员负责混凝土中部的振捣,边振捣边防止松散的石子向前滚动,保证砂浆先行。

第四章 混凝土的浇筑

一、浇筑前的准备工作

为了保证混凝土工程质量和混凝土工程施工的顺利进行,在浇筑前一定要充分做好准备工作。

1.地基的检查与清理

(1)在地基上直接浇筑混凝土时(如:基础、地面),应对其轴线位置及标高和各部分尺寸进行复核和检查,如有不符,应立即修正。

(2)清除地基底面上的杂物和淤泥浮土。地基面上凹凸不平处,应加以修理整平。

(3)对于干燥的非黏土地基,应洒水润湿,对于岩石地基或混凝土基础垫层,应用清水清洗,但不得留有积水。

(4)对于有地下水涌出或地表水流入地基时,应考虑排水,并应考虑混凝土浇筑后及硬化过程中的排水措施,以防冲刷新浇筑的混凝土。

(5)检查基槽和基坑的支护及边坡的安全措施,以避免运输车辆行驶而造成坍方事故。

2.模板的检查

(1)检查模板的轴线位置、标高、截面尺寸以及预留孔洞和预埋件的位置,并应与设计相一致。

(2)检查模板的支撑是否牢固,对于妨碍浇筑的支撑应加以调整,以免在浇筑过程中产生变形、位移而影响浇筑。

(3)模板安装时应认真涂刷隔离剂,以利于脱模。模板内的泥土、木屑等杂物应清除。

(4)木模应浇水充分润湿,尚未胀密的缝隙应用纸筋灰或水泥袋纸嵌塞。对于缝隙较大处应用木片等填塞,以防漏浆。金属模板的缝隙和孔洞也应堵塞。

3.钢筋检查

(1)钢筋及预埋件的规格、数量,安装位置应与设计相一致,绑扎与安装应牢固。

(2)清除钢筋上的油污、砂浆等,并按规定加垫好钢筋混凝土保护层。

(3)协同有关人员做好隐蔽工程记录。

4.供水,供电及原材料的保证

(1)浇筑期间应保证水、电及照明不中断,应考虑临时停水断电措施。

(2)浇筑地点应贮备一定数量的水泥、砂、石等原材料,并满足配合比要求,以保证浇筑的连续性。

5.机具的检查及准备

(1)搅拌机,运输车辆,振捣器及串筒、溜槽、料斗应按需准备充足,并保证完好。

(2)准备急需的备品、配件,以备修理用。

6.道路及脚手架的检查

(1)运输道路应平整,通畅,无障碍物,应考虑空载和重载车辆的分流,以免发生碰撞。

(2)脚手架的搭设应安全牢固,脚手板的铺设应合理适用,并能满足浇筑的要求。

7.安全与技术交底

(1)对各项安全设施要认真检查,并进行安全技术的交底工作,以消除事故隐患。

(2)对班组的计划工作量、劳动力的组合与分工、施工顺序及方法、施工缝的留置位置及处理、操作要点及要求,进行技术交底。

8.其他

做好浇筑期间的防雨、防冻、防曝晒的设施准备工作,以及浇筑完毕后的养护准备工作。

二、混凝土的浇筑

(一)确保混凝土工程质量

混凝土浇筑工作必须遵守下列规定。

1.混凝土的自由下落高度

浇筑混凝土时为避免发生离析现象,混凝土自高处倾落的自由高度(称自由下落高度)不应超过2m。自由下落高度较大时,应使用溜槽或串筒,以防混凝土产生离析。溜槽一般用木板制作,表面包铁皮,见图4-1,使用时其水平倾角不宜超过30°。串筒用薄钢板制成,每节筒长700mm左右,用钩环连接,筒内设有缓冲挡板,见图4-2。

图4-1 溜槽

图4-2 串筒

2.混凝土分层浇筑

为了使混凝土能够振捣密实,浇筑时应分层浇灌、振捣,并在下层混凝土初凝之前,将上层混凝土浇灌并振捣完毕。如果在下层混凝土已经初凝以后,再浇筑上面一层混凝土,在振捣上层混凝土时,下层混凝土由于受振动,已凝结的混凝土结构就会遭到破坏。混凝土分层浇筑时每层的厚度应符合表4-1的规定。

表4-1 混凝土浇筑层厚度

3.竖向结构混凝土浇筑

竖向结构(墙、柱等)浇筑混凝土前,底部应先填50~100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。浇筑时不得发生离析现象。当浇筑高度超过3m时,应采用串筒、溜槽或振动串筒(见图4-3)下落。

4.梁和板混凝土的浇筑

在一般情况下,梁和板的混凝土应同时浇筑。较大尺寸的梁(梁的高度大于1m)、拱和类似的结构,可单独浇筑。

图4-3 振动串筒
1-漏斗;2-节管;3-振动器
(每隔2~3根节管安1台)

在浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时,应在柱和墙浇筑完毕后停歇1~1.5h,使其获得初步沉实后,再继续浇筑梁和板。

浇筑混凝土的正确和错误方法对比如表4-2。

表4-2 浇筑混凝土的正确和错误方法对比

续表

(二)结构项目的浇筑方法

浇筑工艺的基本注意事项:现浇钢筋混凝土框架结构首先要划分施工层和施工段,施工层一般按结构层划分,而每一施工层如何划分施工段,则要考虑工序数量、技术要求、结构特点等。一般水平方向以结构平面的伸缩缝分段,垂直方向按结构层次分层。在每层中先浇筑柱,再浇筑梁、板。要做到当木工在第一施工层安装完模板,准备转移到第二施工层的第一施工段时,下面第一施工层的第一施工段所浇筑的混凝土强度应达到允许工人在上面操作的强度(1.2MPa)。

施工层与施工段确定后,就可求出每班(或每小时)应完成的工程量,据此选择施工机具和设备并计算其数量。

1.关于浇筑工艺的三个规律

混凝土的施工,有不同的混凝土输送的方法,有各式各样的模板,但混凝土最后的成型质量,均由浇筑工序决定。混凝土的浇筑工艺,通常有如下三个规律。

(1)“整体结构”的规律。混凝土现浇施工与钢或木结构有别,它不是装配联结而成,而是通过浇筑成为一个整体结构。即混凝土施工层、段内的整体性。如框架结构房屋,每层的柱、墙、梁、楼盖、楼梯、阳台等共同组成一个整体。对于大型建筑工程,因气温、地质等原因,设计人员以结构平面的伸缩缝、沉降缝、后浇缝等进行分段施工。又因建筑物有若干层,也作分层施工。每个段、层内的全部构件,就是一个整体。一个段层内混凝土的浇筑,应一次完成,不留施工缝。

(2)“先外后内、先远后近”的规律。为了使角柱和角墙的模板正确定位,确保建筑物的外形,对柱、墙、梁的浇筑应遵循“先外后内”的浇筑顺序。即应先对称地浇筑外部角位的柱和墙,再浇筑外部其他部位的柱和墙,最后才浇筑内部的柱、墙和梁(如图4-4)。如先浇筑内柱内梁,模板将吸水膨胀,使模板支架变形,使外柱、外墙向外倾斜。同样原因,对梁的浇筑也应由外向内推进,确保建筑物的外形尺寸准确。

图4-4 先浇角柱、外柱的规律
(数码表示浇筑先后的次序)

“先远后近”,是楼盖、地坪或基础板块的混凝土浇筑程序的规律,是按照混凝土来料的方向,先供远,后供近。一是便于铺设运输桥板,方便送料。二是便于振捣。三是供料过多时,也便于回运。如图4-5。

图4-5 先远后近的浇筑规律
(a)由远而近,正确 (b)由近而远,不正确
1-运输桥板;2-混凝土浇筑的方向

(3)“砂浆先行”的规律。“砂浆先行”是指在布料入模前,先在模内铺一层与混凝土同强度同品质的砂浆,使底部有足够或富余的砂浆,以保证底部混凝土饱满、棱角方正、外表平顺。不论是人工操作或机械振捣,都应砂浆先行。砂浆先行的操作要点有二:①带浆振捣。主要是针对楼盖或地坪的浇筑。开始时,在模板侧板旁薄铺一层厚约15mm、外延约600mm、宽度同工作面的砂浆,再将混凝土布料下模。目的是使混凝土在拍打或振动时,砂浆能保持走在混凝土的前方。反复进行,可保证楼盖底部饱满、无蜂窝、露筋等缺陷。②赶浆振捣。这个方法主要针对混凝土梁。开始前,先在梁底铺上厚约15mm、长约600mm的砂浆做底浆。振捣人员站在梁的两侧,两人站位为一前一后。布料员布料时先布在梁的两侧,使梁的底部和角部饱满,然后再浇在梁的中部。站在前方的振捣员负责混凝土中部的振捣,边振捣边防止松散的石子向前滚动,保证砂浆先行。站在后方的振捣员,负责梁两侧的振捣,同时注意梁两侧砂浆的饱满。

上述三个规律,属于混凝土操作的基本注意点,适合各种结构参考应用。

2.浇筑过程中的管理工作

混凝土施工的管理,关系到施工的安全、质量和进度的各个目标的实现,除应按照本章第五节做好施工前的工作外,再提供一些具体技巧如下。

(1)注意现场交通路桥的安全,如施工中有变异,应及时纠正。

(2)行走时不准踩踏钢筋,不得用竖向模板或模型支架支承桥板。桥板应有独立的马凳或支座作支承,更不得用钢筋骨架支承桥板。

(3)混凝土的钢筋骨架受混凝土浇筑的冲击,有移位的可能。要保证其位置准确性,需要固定骨架的工具。钢筋的保护层垫块如有位移、松动或丢失,应及时恢复原状和补充。

(4)模板内的垃圾、废纸、竹木片等应清理干净。模板拼缝应密合,如有缝隙应在浇筑前妥善封堵。模板如有漏浆,应及时填缝补救。

(5)浇筑过程中应有专人巡视检查模板支撑系统是否稳定,有无变动或下沉等。若有问题应及时上报技术主管,组织人力加固。

(6)浇筑进行中,应随时抽查新进场混凝土的工作性及强度的试件留样。如工作性有变异,应及时提出,由技术主管通知供应部门纠正。

(7)建议在现场设立挂牌制度。将各工序的进度、质量、安全、应注意的问题等公布,包括:工程进度计划、模板、钢筋、预埋件等验收质量表。混凝土浇筑后,应在醒目位置标示初凝期、终凝期、养护期等具体日期,避免人为的质量事故。

(三)基础的浇筑

1.独立基础的浇筑

独立基础通常有柱基础、桩基承台、小型设备基础、台阶式基础和杯形基础等。其浇筑工艺基本相同,其操作方法如下。

(1)对只配置钢筋网片的基础,先浇筑保护层厚度的混凝土,再铺钢筋网片。以保证底部混凝土保护层的厚度,防止地下水腐蚀钢筋网,提高耐久性。在铺完钢筋网的同时,应立即浇筑上层混凝土,并加强振捣,保证上下层混凝土紧密结合。

(2)当基础钢筋网片与柱钢筋相连时,应采用拉杆固定柱的钢筋,避免位移和倾斜,保证柱筋的保护层厚度,发生偏差时及时纠正。

(3)浇筑次序:先浇钢筋网片的底部,再浇边角,每层厚度视振捣工具而定。同时应注意各种预埋件和杯形基础或设备基础预埋螺栓、模板底的标高,便于安装模板或预埋件。

(4)继续浇筑时应先浇筑模板或预埋件周边的混凝土,使它们定位后再浇筑其他。

(5)若基础为台阶式,可按台阶分层一次浇筑完毕(预制柱的高杯口基础的高台部分应另行分层),不允许留设施工缝。每层混凝土要一次浇满,顺序是先边角后中间,注意阴角位的饱满,如图4-6,先在分级模板两侧将混凝土浇筑成坡状,然后再振捣至平整。

图4-6 台阶式基础浇筑方法
1-模板;2-外坡;3-内坡;4-后浇混凝土;5-已浇混凝土

(6)若为杯形基础,或有预埋螺栓模板的设备基础,为防止杯底或螺栓模板底出现空鼓,可在杯底或螺栓模板底预钻出排气孔,如图4-7。为保证基础杯口底部标高的正确性,宜先将杯口底混凝土捣实并稍停片刻,再浇捣杯口模四周的混凝土,振动时间尽可能缩短。同时还应特别注意杯口模板的位置,布料时应先在模板外对称布料,把模板位检查一次,方可继续在其他部位浇筑。为防止预留模板被位移、挤斜、浮起,应在两侧对称浇筑,振捣时应小心操作,见好就收,避免过振,使模挤向一侧或由于混凝土泛起而使芯模上升。

图4-7 杯形基础的内模装置
(a)内模无排气孔 (b)内模有排气孔
1-杯底有空鼓;2-内模;3-排气孔

(7)若为高杯口基础,由于台阶较高且配置钢筋较密,可采用后安装杯口模的方法,即当混凝土浇捣到接近杯口底时,再安装杯口模板,然后继续浇捣。为提高杯口芯模周转利用率,可在混凝土初凝后终凝前将芯模拔出,并将杯壁划毛。

(8)若为锥形基础,应注意斜坡部位混凝土的捣固质量,在振捣器振捣完毕后,用人工将斜坡表面拍平,使符合设计要求。

(9)杯口及预留孔模板在初凝后可稍为抽松,但仍应保留在原位,避免意外坍落,待达到拆模强度时,全部拆除。整个布料和振捣过程,仍应按上述防止离析的基本工序操作。

2.条形基础的浇筑

条形基础一般为墙壁等围护结构的基础,四周连通或与内部横墙相连,通常利用地槽土壁作为两侧模板。其操作程序为:①浇筑前认真核对,条形基础轴线、标高,必须符合图纸要求。②基础原土如过于干燥,可稍加水湿润,但不应积水。③对原土地槽,操作人员不应站在土槽两侧操作,以防地槽泥块被踩跌入混凝土中,应站在未浇筑的地槽底部或已浇筑的混凝土面上。④混凝土上表面标高可用插竹木扦或画线标志,达到标高后将扦子拔出。⑤混凝土截面边长不超过1m时,可一次浇筑完成,如宽度高度均超过1m时,应分层浇筑。⑥混凝土中有配筋时,应采取措施保证钢筋的保护层厚度。⑦如有预埋管道,应在浇筑至其底部标高后,再安装在混凝土上,并在其两侧浇筑混凝土,固定其位置,再继续浇筑。⑧如用小车送料,应先搭设木桥,防止泥土跌入混凝土内。

(四)框架和墙体的浇筑

框架结构的浇筑,属于整体结构的浇筑,每一层段的每一个构件的每一个部位都代表整个结构的质量。因而不允许有差错,否则很难补救,甚至无法补救。施工前必须慎重检查,施工中必须严守操作纪律,必须遵守前面提及的准则和规律。这里所介绍的内容,对于一些单个柱、墙、梁、板、阳台和楼梯等,亦可供参考。

1.竖向构件的浇筑

竖向构件主要指柱、墙(包括贮罐、池槽、烟囱等的墙壁)。其特点是截面面积小、工作面窄、高度深。浇筑混凝土时拌和物自由降落距离高,模板密封,观察困难,拌和物容易离析,振捣后的密实情况难于掌握,操作时要小心和耐心,不能急于求成。除按上述“管理要点”做好准备和管理工作外,在浇筑时尚应妥善做好以下工作。

1)准备工作

(1)对混凝土坍落度的要求可参考下列数值:当竖向构件的截面最小尺寸≤300mm时,用人工振捣则选70~90mm;用插入式振动器振捣则50~70mm;当竖向构件的截面最小尺寸>300mm时,用人工振捣则选50~70mm;用插入式振动器振捣则选30~50mm。

(2)工具或机具的准备:人工振捣可采用φ15~20mm的空心钢管。但不得采用有引气作用的铝质管。使用插入式振动器振捣时,如构件截面最小边长≤300mm时,振动棒直径宜小于35mm。构件截面较大时,振动棒也不宜较大。当竖向构件高度大于3m时,因拌和物布料高度不宜高于2m,在浇筑下部时,可在柱中模板开洞,用转向溜槽浇灌(图4-8)。必须注意,转向溜槽的下口,必须垂直向下,以保证拌和物入模时避免离析。

图4-8 转向溜槽
1-钢箍,虚线表示钢箍暂时上移,浇筑到位后再复位;2-转向溜槽

2)浇筑工作

(1)浇筑宜在梁板模板安装完毕、钢筋未绑扎前进行,以便利用梁板模板稳定柱、墙模和作为柱混凝土浇筑的操作平台。柱子开始浇筑时,底部应先浇筑一层厚50~100mm与所浇筑混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆或水泥浆。

(2)用泵送或料斗投送或人工布料时,为避免混乱,每个工作点只能由一人专职布料。振捣工作由两人负责,一人用振动器或用手工具对中心部位进行振捣,另一人则用刀式插棒对构件外周进行振捣,以保证周边的饱满平整。

(3)如泵送或吊斗布料的出口尺寸较大,而墙厚或柱的短边长度较小时,柱子断面在400mm×400mm以内,或有交叉箍筋的柱子时,不可直接布料入模,避免拌和物散落在模外或冲击模具变形,应在柱或墙体的上口旁设置存料平台,先将拌和物卸在平台的拌板上,再用人工布料。在柱模板侧面开孔以斜溜槽分段浇筑,每段高度不超过2m。

(4)柱子断面在400mm×400mm以上、无交叉箍筋的柱子,如柱高不超过4.0m,可从柱顶浇筑。如用轻骨料混凝土从柱顶浇筑,则柱高不得超过3.5m。但直接由布料杆或吊斗卸料入模时,应注意两点,一是拌和物不可直接冲击模型,避免模型变形。二是卸料时不可集中一点,造成离析,应选择移动式布料,如图4-9。

图4-9 料斗移动对混凝土浇筑质量的影响
(a)正确,料斗沿大模板移动混凝土均匀
(b)错误,固定一点浇筑混凝土,产生离析

(5)必须说明的是,插入式振动器振动棒长度一般为300mm左右,但其实际工作部分不超过250mm。另外,由于保护振动棒与软轴接合处的耐用性,在使用时插入混凝土的长度不应超过振动棒长度的3/4。对用软轴式振动器的混凝土浇灌厚度,每层可定为300mm。

(6)使用软轴式振动器宜选用软轴较长的。操作时应在振动棒就位后方可通电,避免振动棒打乱钢筋或预埋件。振动棒宜由上口垂直伸入,易于控制。在墙角、墙垛、悬臂构件支座、柱帽等结构节点的钢筋密集处,可用小口径振动棒或人工振捣,保证密实。在浇筑大截面柱和较厚墙体时,如模板安装较为牢固,可在模板外悬挂轻型外部附着式振动器振捣。

(7)在浇筑竖向构件时,在模板外面应派专人观察模板的稳定性,也可用木锤轻轻敲打模板,使外表面砂浆饱满。同一层的剪力墙、筒体墙、与柱连接的墙体,均属一个层段的整体结构,其浇筑方法与进度应同步进行。

(8)竖向构件混凝土浇筑成型后,粗骨料下沉,有浮浆缓慢上浮,在柱、墙上表面将出现浮浆层,则应加以处理。应间隔1~1.5h,待混凝土拌和物初步沉实,或派人将浮浆清出,再浇筑上面的梁板结构,继续浇筑新混凝土。

2.梁和楼板的浇筑

梁和楼板是水平受弯构件。浇筑工艺要求较高。各种荷载先由楼板传递至各次梁,再传递至主梁,再传递至柱,是由上而下传递的。而混凝土浇筑程序则由下而上,同时要注意在下部结构浇筑完毕,待体积有一定的稳定后才可逐步向上浇筑。

1)准备工作

(1)先做好浇筑面标高的标志。有侧模板的梁或板可在侧板上用红色油漆做标记。在楼板的中部可用移动式木橛头[图4-10 (a)]或用角钢制作标高尺[图4-10(b)]。

(2)浇筑工作不应在柱、墙浇筑后立即进行,应有一个间隙时间(约2h),待柱墙混凝土沉实,将面上的浮浆清除完毕,方可继续浇筑梁和楼板,或将其茬口作施工缝处理。

图4-10 楼板标高尺
(a)大橛头 (b)角钢平尺

(3)根据现场实际情况,按“先远后近、先边后内、砂浆先行”的规律安排交通运输或泵送方案,做到往返不同路、机具不碰撞的要求。

(4)在适中地点设置机具停放台、电源开关和工作台,便于指挥和监督。

(5)将模板及钢筋上的垃圾油污清理干净,将模板洒湿;检查模板支架是否安全,模板如有缝隙,应及时做好填缝工作。

2)浇筑工艺

(1)施工场所如没有路桥和工作平台,应待路桥和工作平台安装好后才能开始浇筑工作。浇筑工作中严禁踩踏钢筋,要保护好楼板的上层钢筋。

(2)当楼板为肋形楼盖时,为保证工程的整体性,梁和板一般同时浇筑,浇筑时从一端开始向前推进。先将梁的高度分层浇筑成阶梯形向前推进,当达到板底位置时即与板底的混凝土一起浇捣,随着阶梯形的不断延长,则可继续向前推进;当梁高大于1m或混凝土量过多时,可先浇筑主、次梁,但间隔时间不能大于表5-17的规定。此时的施工缝留在楼板板面下20~30mm处。

当楼板为无梁楼盖时,在离柱帽下50mm处暂停,然后分层浇筑柱帽,下料必须对准柱帽中心,待混凝土接近楼板底面时即可连同楼板一起浇筑。大面积楼板浇筑可采取划分条段,由一端向另一端进行。

(3)应保证钢筋网和钢筋骨架保护层垫块的数量和完好性。不允许采用先布料后提钢筋网的办法代替留置保护层的做法。

(4)如用人工布料和振捣时,可先用赶浆振捣法浇筑梁,再用带浆振捣法浇筑楼板(见“砂浆先行”的规律)。并应分层浇筑,第一层浇至一定距离后再回头浇筑第二层,呈阶梯状前进。如图4-11。

图4-11 梁的分层浇筑
(a)主梁高小于1m的梁 (b)主梁高大于1m的梁
1-楼板;2-次梁;3-主梁;4-施工缝

(5)用小车或料斗布料时,混凝土宜卸在主梁或少筋的楼板上,不应卸在边角或有负筋的楼板上。避免因卸料或摊平料堆而致使钢筋位移。

(6)用小车或料斗布料时,因在运输途中振动,拌和物可能骨料下沉、砂浆上浮;或搅拌运输车卸料不均,均可能使拌和物造成“这车浆多、那车浆少”的现象。此时,操作员应注意调节,卸料时不应叠高,而是用一车压半车,或一斗压半斗,如图4-12,做到卸料均匀。

(7)堆放的拌和物,可先用插入式振动器将之摊平,再用平板振动器或人工进行振捣。用平板振动器振捣楼板,要注意:电动机功率不宜过大;平板尺寸应稍大;要有专人检查模板支撑系统的安全性。用平板振动器振捣楼板,适宜于来料较频、楼板面积较大、模板支撑系统较牢固等条件下使用。

图4-12 小车下料一车压半车法
1-楼板厚度线;2-混凝土;3-钢筋网

(8)梁柱交接部位及主次梁交接处或梁的端部是钢筋密集区,由于钢筋密集,为防止粗骨料不能下去,必要时该处采用部分同等强度的细石混凝土,与此同时,通常采用下列方法采用片式振动棒或辅以人工捣固。

在钢筋稀疏的部位,用振动棒斜插振捣,如图4-13。或在振动棒端部焊上厚8mm、长200~300mm的扁钢片,做成剑式振动棒进行振捣,如图4-14。但剑式振动棒的作用半径较小,振点应加密。在模板外部用木锤轻轻敲打。

图4-13 插入式振动器在钢筋密集处斜插振捣

图4-14 剑式插入式振动器作业

梁底与梁侧面注意振实,振动器不要直接触及钢筋和预埋件。楼板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚,用表面振动器或内部振动器振实,用铁插尺检查混凝土厚度,振捣完后用长的木抹子抹平。

(9)反梁的浇筑:反梁的模板通常采用悬空支撑,用钢筋将反梁的侧模板支离在楼板面上。同时浇筑反梁与楼板的混凝土时,因反梁的混凝土仍处在塑性状态,将向下流淌,形成断脖子现象,如图4-15(a)。为此先浇筑反梁下楼板的混凝土,并将其表面保留凹凸不平,如图4-15(b)。待楼板混凝土至初凝,约在出搅拌机后40~60min,再继续按分层布料、振捣的方法浇筑反梁混凝土,捣固时插入式振动棒应伸入楼板混凝土30~50mm,使前后混凝土紧密凝结成为一体。如图4-15(c)。

图4-15 反梁浇筑次序
(a)板梁同时浇筑,形成断脖子 (b)先浇筑楼板 (c)后浇筑反梁

(10)斜梁、斜向构件和斜向层面的浇筑可根据构件的斜度和工作量采用下述方法:一般小构件或板厚不超过100mm的,采用人工布料和捣固时,混凝土的坍落度宜不大于50mm,可以不必覆盖上部模板,但必须注意保湿养护。

当工作量较大,且混凝土坍落度又大于50mm时,其操作技巧可参照图4-16(a),边布料、边捣固、边铺装上模板,则可保质量。若按图4-16(b)浇筑后不及时铺装上模板,混凝土则可能向下滑流。如先行铺装上模板、后浇筑混凝土,因掌握不到模内情况,可能会出现空腔或裂缝,如图4-16(c)、(d)所示。

3.其他构造的浇筑

1)楼梯。楼梯是由上、下两个楼层的梯梁支承的斜向构件。其特征是外形复杂、模板多样、预埋件多、操作位置狭窄,只能由手工操作,是一项耗工量多而工程量小的结构项目。浇筑时应多加注意。

(1)浇筑工作是在上层的梁和板完成后开始,其所需的拌和物由上层传来,但浇筑方向是由下向上。

图4-16 斜向构件的浇筑
(a)边布料、边捣固、边铺上模 (b)不铺上模板,则会流淌
(c)先铺上模出现空腔 (d)先铺上模出现裂缝

(2)送料方法一般是由吊机料斗或由小车送来,再转入小铁桶下送。

(3)多用手工捣插。如用小型插入式振动器,只能斜插短振,避免流淌。此时应注意踢板与踏板间的阴阳角必须饱满,如有某处缺损,将来补填很难。踏板面标高要求准确,表面要平。

(4)预埋件通常有栏杆预埋螺栓、防滑条螺栓,要求较高的有地毡环、照明线盒和装饰线板等。这些预埋件位置要求准确,宜与钢筋焊接定位,振捣时应注意定位。

(5)楼梯工作量不多,不应留施工缝。

(6)注意保湿养护,养护期间加铺木板或厚麻袋片以保护踏板的完好性。养护期间,不宜用来作搬运材料的通道。竖向踢板的模板可推迟至做抹面工作时再拆模。

(7)混凝土强度达到设计强度的70%以上方可拆模。拆模后仍保留用麻袋片覆盖,避免损伤踏板。

2)悬臂构件。悬臂构件有阳台、雨篷、屋檐、天沟等等。有板式和梁式两种,简称为悬臂板或悬臂梁。其结构特征:一是在支点后面有平衡构件,平衡构件大多为楼层的梁、圈梁或板等,必须连成为一个整体。因而在浇筑楼层的梁或板时,往往也同时浇筑悬臂构件;二是钢筋的配置,悬臂构件的受力钢筋都配置在上部,因此在施工时绝不能将上部的主力筋踩低或损坏。否则,悬臂构件将因抗拉强度不足而致破坏。悬臂构件的浇筑工艺如下。

(1)模板的支撑必须牢固。为防止浇筑时踩乱钢筋,不允许站在模板上操作,如有必要,可在模板上加设马凳,再铺上板子后操作。

(2)浇筑顺序:先平衡构件,再支点,后悬臂,即先内后外。应充分振捣密实。

(3)浇筑完毕后,应加强覆盖养护,同时用围栏隔离与外界的交通往来,更不允许作为运输材料的通道或停放场。

(4)注意悬臂构件应向外排水,排水坡应在浇筑时已形成雏形,拆模后再做好抹面层。

(5)拆模时间:悬臂跨度在2m以下、混凝土强度达到设计强度的70%以上时或悬臂跨度在2m以上、混凝土强度达到设计强度的100%时,才允许拆模。拆模以后,悬臂构件不得作为停放材料或机具之用。

4.预留缝处的施工处理

混凝土结构的预留缝有伸缩缝、沉降缝和后浇缝等。其中,后浇缝将留在下文大体积混凝土时介绍。

(1)伸缩缝:伸缩缝亦称温度缝。在长度较大的建筑物或构筑物中,设置在基础以上的垂直构造缝。它将建筑物分割成段,使能适应建筑物因温度变化产生水平方向伸缩,避免产生裂缝。分段的长度按设计要求一般为60~150m,缝宽为20~30mm。

施工处理是将两段结构严格分开,其缝隙按设计说明用弹性的、憎水性的材料嵌填入缝中。各层缝的面上用能适应变形和防水的橡胶条或薄钢板盖上。

(2)沉降缝:沉降缝是将建筑物或构筑物从基础到顶部完全分离的永久性垂直构造缝。其位置的设置由结构设计图确定。通常是设置在基础形式、埋置深度、建筑高度、荷载和结构形式等有明显变异的部位,或在新旧两建筑相交接的部位。其作用是避免不均匀沉降而造成建筑物的错动开裂。其缝宽通常为30~80mm。

其施工处理方法同上述伸缩缝。

(五)施工缝的设置与处理

混凝土结构多要求整体浇筑,如因技术或组织上的原因不能连续浇筑时,且停顿时间有可能超过表5-11规定的间歇时间时,则应事先确定在适当位置留置施工缝。它不同于伸缩缝和沉降缝,伸缩缝和沉降缝是结构设计确定的缝,是开口的、分离的缝。施工缝是施工过程中因作业需要或由于工序搭接不得已而临时留置的、是新旧混凝土相互搭接的闭合的缝。施工缝处的混凝土浇筑时间有前后,凝结期不同,施工关键是新旧混凝土的搭接良好,以保证结构的整体性。

1.施工缝的设置

混凝土施工缝不应随意留置,其位置应事先在施工技术方案中确定。确定施工缝的原则是:尽可能留置在结构剪力较小且便于施工的部位。不同构件施工缝的留设应符合下列规定。

1)柱子宜留在基础顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼盖柱帽的下面20~30mm等处,见图4-17所示。门式框架的水平缝,可留在基础面或框、柱交接处的框端。

2)与板连成整体的大截面梁,原则上不留置垂直施工缝。应留在板底面以下20~30mm处。当板下有梁托时,留置在梁托下部。

图4-17 柱子的施工缝位置
1—1、2—2、3—3为施工缝位置

3)楼盖工程量不大,一般不需留置施工缝。如必须留置时,单向受力板,可留置在平行于板的短边的任何位置上。双向受力板,应由设计部门决定。

4)有主次梁楼盖,宜顺着次梁方向浇筑,应留在次梁跨度中间1/3范围内,见图4-18所示。

5)楼梯应留在楼梯段跨度中间1/3范围内。

6)圈梁留在非砖墙交接处、墙脚、墙垛及门窗范围内。

图4-18 有主次梁楼盖的施工缝位置
1-楼板;2-柱;3-次梁;4-主梁;5-漏斗板

7)墙可留在门洞口过梁跨中1/3范围内,也可留在纵横墙的交接处。

8)双向受力楼盖、大体积混凝土结构、拱、薄壳、多层框架等及其他复杂的结构,应按设计要求留置施工缝。下列情况可作参考:①斗仓施工缝可留在漏斗根部及上部,或漏斗斜板与漏斗主壁交接处,见图4-19所示。②地坑及水池,施工缝可留在坑壁上,距坑(池)底混凝土面300~500mm的范围内。

图4-19 斗仓施工缝的位置
1—1、2—2、3—3、4—4为施工缝的位置

9)承受动力作用的设备基础,不应留施工缝;如必须留施工缝时,应征得设计单位同意。

10)受动力作用的设备基础在互不相依的设备与机组之间、输送辊道与主基础之间,可留置垂直施工缝。其与地脚螺栓中心线间的距离不得小于250mm,并不小于螺栓直径的5倍,水平施工缝可留在地脚螺栓底端,其与地脚螺栓底端距离应大于150mm;当地脚螺栓的直径小于30mm时,水平施工缝可以留在不小于地脚螺栓埋入混凝土部分总长度的3/4处;水平施工缝亦可留在基础底板与上部块体或沟槽交界处。

2.施工缝的处理

在施工缝处继续浇筑混凝土时,应符合下列规定。

(1)在施工缝处继续浇筑混凝土时,应除掉水泥浆膜和松动石子,如系用模板成型的槎口,或接槎面较为平整时,应将表面凿毛,凹凸差应大于6mm,并用清水冲洗干净(但模板不得积水)。先铺抹水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层,待已浇筑的混凝土的抗压强度不低于1.2MPa时才允许继续浇筑。接槎的新混凝土,其强度及配合比成分必须与已浇混凝土完全相同。

(2)注意施工缝附近钢筋,应做到钢筋周围的混凝土不受松动和损坏。钢筋上的油污、水泥砂浆及浮锈等杂物也应清除。

(3)浇筑前,水平施工缝宜先铺上10~15mm厚的水泥砂浆一层,其配合比与混凝土内的砂浆成分相同。

(4)从施工缝处开始继续浇筑新混凝土时,不宜先在接槎面下料,可由远及近地向施工缝处逐渐推进接近接槎面。浇灌饱满后才开始振捣,继续原程序操作,使新旧混凝土成为整体结构。

(5)承受动力作用的设备基础的施工缝,在水平施工缝上继续浇筑混凝土前,应对地脚螺栓进行一次观测校正;标高不同的两个水平施工缝,其高低接合处应留成台阶形,台阶的高宽比不得大于10∶1。垂直施工缝处应加插钢筋,其直径为12~16mm,长度为500~600mm,间距为500mm,在台阶式施工缝的垂直面上亦应补插钢筋。

(6)新浇混凝土终凝后,按规定要求进行保湿养护。

(六)预埋件

混凝土中的预埋件,是数量繁多、各种建筑物都不能缺少的构造。从品种看,有钢制品、木制品和混凝土预制品;从项目看,有门窗框、上下水管道及其他管道、各种设备的预埋件或连接件等。要求埋置位置准确、有方向性、密封性、绝缘性和牢固性等,在施工时切不可因其小而轻率操作。

预埋件通常由模板工、钢筋工安装。或是在浇筑过程中由混凝土工安放,并及时用混凝土埋置。不论是哪种方法,在安装时,必须达到设计的各种要求。其操作要点如下。

1.预埋件的制作和检查

(1)在混凝土表面平埋的钢板,其短边的长度大于200mm时,应在中部加开排气孔,如图4-20。

图4-20 平埋钢板留排气孔示意

(2)当预埋件为木制品时,应选用干透木材,如属重要件,应先做防腐处理;当为木砖时,其外形应为楔形,或在木砖的两侧加钉锚固用的铁钉(图4-21),以免松动。

图4-21 混凝土内预埋木砖
(a)楔形木砖可以牢固嵌在混凝土里
(b)普通大砖两里钉钉,能牢固地嵌在混凝土里

(3)带有螺丝牙的预埋件,其外露螺牙部分应先用黄油涂满,再用韧性纸或薄膜包裹保护,用时方可剥除,以免被砂浆涂黏。

2.预埋件浇筑方法

(1)埋置平面钢板件:钢板的锚固,其锚固筋应与混凝土内的钢筋焊接牢固。如某些构件面上无钢筋时,可先将预埋件固定在板条上,再将板条钉牢在侧模板上,如图4-22,方可进行浇筑。

混凝土浇筑至距预埋钢板底约30mm时,可用坍落度较小的混凝土将钢板底部填满,插捣密实,方可继续浇筑外围混凝土。边布料、边捣固、直至敲击钢板无空鼓声,说明钢板底已饱满。再将外围混凝土按设计标高面抹平。

(2)埋置立面钢板:如图4-23,是预埋在柱上的竖向钢板。其锚固筋应与柱的主筋焊接。并加装撑筋,使钢板面与模板紧贴,以免内缩而影响安装质量。

图4-22 无钢筋可焊接部位的预埋件安装法

图4-23 竖向构件预埋钢板法

如图4-24,是预埋在梁上侧面的钢板件。其锚固筋应放在主筋的内部,不应放在混凝土保护层部位,以免锚固筋受力时,将保护层拉离,影响结构的安全。

图4-24 梁侧面预埋钢板法
(a)正确 (b)错误

(3)埋置垂直管道的设计有两种,一是直接埋置永久性管道,二是先埋置外套管,以后再安装永久性管道。两者的混凝土浇筑操作方法是相同的。

首先,浇灌振捣工作应从管道外围楼板面开始,逐步向管道(或套管)靠拢。接近管道时在其外围加筑一道高宽约为30mm左右的与楼板成一体的挡水埂,可防止地面水从管处渗漏,如图4-25。

图4-25 预埋垂直管道的技巧
(a)为无防水层预留孔洞套管 (b)为有防水层预留孔洞套管
1-垂直管道;2-套管;3-混凝土楼板;4-防水层;5-楼板面层

(4)埋置水平或有小坡度的管道时,应先浇筑管道底部的混凝土,浇至底部标高后再安装管道,如有流水降坡,应按比例做临时固定。进行浇筑时,可先在管道面上布料压定管道,提高其稳定性,然后再在两侧布料捣固,捣固时应注意管道的定位,防止被浮起或移位。

(5)门框的预埋位置,通常已由模板工安装及固定好。浇筑时应注意其前后左右四向的垂直度,其浇筑的技巧是两侧的布料和捣固力度必须对称,避免门框上浮,避免门框弯曲变形,重点避免下部变窄。

(6)窗框和其他在墙中预留的孔洞模板,最理想的安装法是在混凝土浇筑至窗台标高或孔洞模板底板标高时再行安装,以保证预埋件的标高准确,亦可便于浇筑下部混凝土和保证其捣固质量。否则,只能用转向溜槽法操作。

三、混凝土的振捣

混凝土浇灌到模板中后,由于骨料间的摩阻力和水泥浆的黏结作用,不能自动充满模板,其内部是疏松的,有一定体积的空洞和气泡,不能达到要求的密实度。而混凝土的密实性直接影响其强度和耐久性。所以在混凝土浇灌到模板内后,必须进行捣实,使之具有设计要求的结构形状、尺寸和设计的强度等级。

混凝土捣实的方法有人工捣实和机械振捣。施工现场主要用机械振动法。

(一)人工振捣

人工振捣是用人力的冲击(夯或插)使混凝土密实、成型。一般只有在采用塑性混凝土,而且是在缺少机械或工程量不大的情况下,才用人工振捣。振捣时要注意插匀、插全,实践证明,增加振捣次数比加大振捣力的效果为好。重点要捣好下列部位:主钢筋的下面,钢筋密集处,石子多的地点,模板阴角处,钢筋与侧模之间。

1.人工振捣采用的振捣工具对于基础、梁、柱可用竹竿、钢管。对于楼板、地坪、小梁可用铲、锹、平底锤等。

2.操作方法:①边下料,边捣插。②轻插,多插,密插为佳,不宜用力猛插。③插点应均匀分布,钢筋、外模板及边角多插。④截面较大的梁柱,可同时用木槌在模板外轻敲。

3.密实饱满现象:①不再冒出气泡。②不再显著下沉。③表面泛浆。④表面基本形成水平面。⑤模板拼缝出现浆水。

(二)机械振捣

1.混凝土机械振捣原理

混凝土振捣机械振动时,将具有一定频率和振幅的振动力传给混凝土,使混凝土发生强迫振动,新浇筑的混凝土在振动力作用下,颗粒之间的黏着力和摩阻力大大减小,流动性增加。振捣时粗骨料在重力作用下下沉,水泥浆均匀分布填充骨料空隙,气泡逸出,孔隙减少,游离水分被挤压上去,使原来松散堆积的混凝土充满模型,提高密实度。振动停止后混凝土重新恢复其凝聚状态,逐渐凝结硬化。机械振捣比人工振捣效果好,混凝土密实度提高,水灰比可以减小。

2.混凝土振捣设备

混凝土振捣机械按其传递振动的方式分为:内部振动器、表面振动器、附着式振动器和振动台。在施工工地主要使用内部振动器和表面振动器。

(1)内部振动器。内部振动器又称为插入式振动器(振动棒),多用于振捣现浇基础、柱、梁、墙等结构构件和厚大体积设备基础的混凝土捣实。

插入式振动器按产生振动的原理分为偏心式和行星式。按振动频率分有低频(1500~3000次/min),中频(5000~8000次/min),高频(10000次/min)。

建筑工地常用带软轴的插入式振动器,主要有:中频偏心软轴插入式振动器和高频行星滚锥软轴插入式振动器。

中频偏心软轴插入式振动器如图4-26。电机1通过增速器(加速齿轮箱)2转动软轴3内的钢丝软轴,使振动器4内的偏心块转动产生离心力,振动器发生振动。这种振动器电机转数2850 转/min,振动器振动频率6000~6200次/min。提高振动器的频率可显著提高对混凝土的振动效果,但对偏心式振动器不能再提高软轴转数和振动器振动频率,否则机械磨损过大,软轴、轴承寿命将大大缩短。因此,必须改用其他结构的高频振动器,行星滚锥式振动器是最常用的一种。

图4-26 偏心软轴插入式振动器
1-电动机;2-加速齿轮箱;3-传动软轴;4-振动棒外套;
5-偏心块;6-底板;7-手柄及开关

行星滚锥软轴插入式振动器如图4-27。电机通过软轴6带动滚锥轴4转动时,滚锥1除了本身自转外,还绕着滚道2作“公转”。滚道与滚锥的直径越接近,“公转”的次数就越高,这样就使振动器的频率显著提高。滚锥套住滚道旋转的称为内滚式,滚锥在滚道内旋转的称为外滚式。目前使用的行星滚锥式振动器多为外滚式,高频行星外滚软轴插入式振动器的数量占我国插入式振动器的90%以上。目前国产HZ6X-50型行星式高频振动器,电机转速为2850转/min,振动器频率14000次/min。振动棒直径50mm,振动棒长度500mm,振动力5700N,振幅1.1mm,软管直径13mm,软管长度4m,总重33kg。HZ6X-30型行星式高频振动器,电机转速为2850转/min,振动器频率19000次/min。振动棒直径33mm,振动棒长度413mm,振动力2200N,振幅0.5mm,软管直径10mm,软管长度4m,总重26.4kg。另外还有HZ-50A型、HZ6P-70A型、HZ6X-35型、HZ-50型、HZ6X-60型。

图4-27
(a)内滚道式 (b)外滚道式 (c)外滚道式构造图
1-滚锥;2-滚道;3-振动棒外壳;4-滚锥轴;5-挠性联轴节;6-驱动软轴

(2)表面振动器。表面振动器又称平板振动器,是将一个带偏心块的电动振动器安装在钢板或木板上,振动力通过平板传给混凝土,表面振动器的振动作用深度小,适用于振捣表面积大而厚度小的结构如现浇楼板、地坪或预制板。平板振动器底板大小的确定,应以使振动器能浮在混凝土表面上为准。

(3)附着式振动器。附着式振动器是将一个带偏心块的电动振动器利用螺栓或钳形夹具固定在构件模板的外侧,不与混凝土接触,振动力通过模板传给混凝土。附着式振动器的振动作用深度小,适用于振捣钢筋密、厚度小及不宜使用插入式振动器的构件如墙体、薄腹梁等。

表面振动器和附着式振动器都是在混凝土的外表面施加振动,而使混凝土振捣密实。

(4)振动台。振动台是一个支承在弹性支座上的工作台(图4-28、图4-29)。工作台框架由型钢焊成,台面为钢板。工作台下面装设振动机构,振动机构转动时,即带动工作平台强迫振动,使平台上的构件混凝土被振实。

图4-28 单台面振动台

振动时应将模板牢固地固定在振动台上(可利用电磁铁固定)。否则模板的振幅和频率将小于振动台的振幅和频率,振幅沿模板分布也不均匀,影响振动效果,振动时噪音也过大。

图4-29 (上)单轴圆周振动的振动台
(中)分段式台面作垂直定向振动的振动台
1-工作台;2-弹性支座;3-振动转轴;4-偏心块;5-转动轴承座

3.振动器的使用

1)插入式振动器的使用

(1)启动前应检查电动机接线是否正确,电动机运转方向应与机壳上箭头方向一致。电动机运转方向正确时,振捣棒应发出“呜——”的叫声,振动稳定有力,如振捣棒有“哗——”声而不振动,可摇晃棒头或将棒头对地轻磕两下,待振捣器发出“呜——”的叫声,振动正常后,方可投入使用。

(2)使用时,前手应紧握在振动棒上端约50cm处,以控制插点,后手扶正软轴,前后手相距40~50cm左右,使振捣棒自然沉入混凝土内。切忌用力硬插或斜推。振捣器的振捣方向有直插和斜插两种(图4-30)。

图4-30

(3)插入式振捣器操作时,应做到“快插慢拔”,快插是为了防止表面混凝土先振实而下面混凝土发生分层,离析现象。慢拔是为了使混凝土能填满振捣棒抽出时造成的空洞。振捣器插入混凝土后应上下抽动,抽动幅度为5~10cm,以保证混凝土振捣密实。

(4)混凝土分层灌注时,每层的厚度不应超过振捣棒的1.5倍。在振捣上一层混凝土时,要将振捣棒插入下一层混凝土中约5cm左右(图4-31),使上下层混凝土接合成一整体。振捣上层混凝土要在下层混凝土初凝前进行。

图4-31 插入式振捣器的插入深度
1-新浇注的混凝土;2-下层已振捣但尚未初凝的混凝土;
R-有效作用半径;L-振捣棒长

(5)振捣器插点排列要均匀,可按“行列式”或“交错式”的次序移动(图4-32),两种排列形式不宜混用,以防漏振。普通混凝土的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍,轻骨料混凝土的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1倍,振捣器距离模板不应大于作用半径的1/2,并应避免碰撞钢筋、模板、芯管、预埋件等。

图4-32 振捣器插点排列
(a)行列式 (b)交错式

(6)准确掌握好每个插点的振捣时间。时间过长、过短都会引起混凝土离析、分层。每一插点的振捣延续时间,一般以混凝土表面呈水平,混凝土拌和物不显著下沉,表面泛浆和不出现气泡为准。

2)平板振捣器的使用应注意以下几个方面。

(1)平板振捣器因设计时不考虑轴承承受轴向力,故在使用时,电动机轴承应呈水平状。

(2)平板振捣器在每一位置上连续振动的时间,正常情况下为25~40min,以混凝土表面均匀出现泛浆为准。移动时应成排依次振捣前进,前后位置和排与排之间,应保证振捣器的平板覆盖已振实部分的边缘,一般重叠3~5cm为宜,以防漏振。移动方向应与电动机转动方向一致。

(3)平板振捣器的有效作用深度,在无筋和单筋平板中为20cm,在双筋平板中约为12cm。因此,混凝土厚度一般不超过振捣器的有效作用深度。

(4)大面积的混凝土楼地面,可采用两台振捣器以同一方向安装在两条木杠上。通过木杠的振动,使混凝土密实,但两台振捣器的频率应保持一致。

(5)振捣带斜面的混凝土时,振捣器应由低处逐渐向高处移动,以保证混凝土密实。

3)附着式振捣器的操作和使用应掌握以下三点。

(1)附着式振捣器的有效作用深度约为25cm左右,如构件较厚时,可在构件对应两侧安装振捣器,同时进行振捣。

(2)在同一模板上同时使用多台附着式振捣器时,各振捣器的频率须保持一致,两面的振捣器应错开位置排列。其位置和间距视结构形状,模板坚固程度,混凝土坍落度及振捣器功率大小,经试验确定,一般每隔1~1.5m设置一台振捣器。

(3)当结构构件断面较深、较狭时,可采用边浇灌,边振捣的方法。但对于其他垂直构件须在混凝土浇灌高度超过振捣器的高度时,方可开动振捣器进行振捣。振捣的延续时间以混凝土成一水平面,且无气泡出现时,可停止振捣。

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